茶皂素的提取及对底泥中重金属的去除效果

以水为溶剂,从茶籽粕中提取茶皂素,采用单因素实验考察了提取时固液比、温度、时间和pH对茶皂素提取率的影响,并进一步采用正交实验对提取条件进行了优化。同时,研究了茶皂素对底泥中重金属的去除作用。结果表明,最佳提取条件为固液比1∶10、提取温度50℃、提取时间2 h、pH 8,该条件下茶皂素提取率最高,达14.1%。当粗茶皂素溶液的质量分数为20%时,Cu、Pb、Mn、Cd和Cr的去除率达到最大值,分别为Cu 18.2%、Pb 60.5%、Mn 38.8%、Cd 72.6%、Cr 10.9%。在自然pH(6.7)条件下,茶皂素对Cd、Pb和Mn都有明显的去除作用,而对Cu和Cr的去除作用不明显。     

生物表面活性剂皂角苷增效去除土壤中重金属的研究

研究了生物表面活性剂皂角苷对土壤中Cu、Zn、Pb和Cd的去除作用,并考察了皂角苷淋洗液pH值、浓度等对重金属去除率的影响.结果表明,增加皂角苷浓度和降低溶液pH值均有利于重金属的去除.当皂角苷浓度为50g·L-1、pH值为5.2时,土壤中Cd、Cu、Zn和Pb的去除率分别可达45.6%、24.4%、19.0%和17.6%.根据皂角苷处理前后土壤中重金属形态的分析结果可知,皂角苷对土壤中不同形态重金属的去除能力存在差异,其中,以离子交换态和碳酸盐结合态金属的去除效果最为明显.红外光谱测试结果表明,皂角苷与金属离子反应形成了配位化合物,并以离子交换平衡法测定了配位稳定常数及配位物质的量比.皂角苷与各金属离子配位稳定常数K的大小顺序依次为:Cu2+Zn2+Cd2+Pb2+,lgK值在3.91～6.60之间.除Cu与皂角苷是以1:2(物质的量比)络合外,其他3种金属均与皂角苷生成1:1的络合物.此外,土壤中Cd的去除量与其他重金属(Cu、Zn、Pb)的去除量间呈良好的线性关系.金属离子可能是通过直接与皂角苷形成可溶性络合物或者通过与其他金属的架桥作用而被转移到皂角苷溶液相中,从而实现从土壤中去除.     

钢渣-蒙脱石复合吸附剂对水中Cd~(2+)的吸附去除

研究了钢渣-蒙脱石复合吸附剂对废水中Cd2+的吸附性能,并探讨了影响吸附的因素和吸附机理.结果表明,钢渣蒙脱石质量比为1∶1的复合吸附剂对Cd2+的吸附效果优于钢渣及蒙脱石对Cd2+的单一吸附.当温度为25℃,废水pH=6~7时,1.2 g钢渣-蒙脱石复合吸附剂对100 mL Cd2+溶液(100 mg·L-1)吸附60 min后,Cd2+的去除率可达到96.99%.钢渣-蒙脱石复合吸附剂对镉离子的吸附反应符合二级动力学方程,可决系数为0.9991;符合Langmuir方程,可决系数为0.9725.对Cd2+的理论饱和吸附量为12.45 mg·g-1.溶液中Pb2+、Cu2+的存在会降低复合吸附剂对Cd2+的吸附量,且Cd2+受Cu2+的影响较大.吸附饱和的钢渣-蒙脱石颗粒材料用1 mol·L-1的氯化钠溶液再生效果好.     

硫酸盐还原生物滤池对含镉废水去除效果试验研究

在18.0~22.3℃条件下,以含镉(Cd2+)废水为研究对象,首先对分离纯化出的硫酸盐还原菌(SRB)采用细胞包埋固定化技术同沸石填料制成具有生物活性的载体,建立硫酸盐还原生物滤池,培养驯化完成后进行了生物滤池对废水中Cd2+、COD和SO2-4的去除效果试验研究.结果表明,利用SRB采用生物滤池的运行方式可以对废水中的重金属镉(Cd2+)进行良好地去除.当滤速(V)=0.4 m·h-1时,生物滤池对进水Cd2+浓度≤15 mg·L-1的废水处理效果最好.在稳定运行期间,生物滤池对Cd2+、COD和SO2-4的去除率分别在99%、75%和50%以上,经过生物滤池处理后出水中Cd2+含量低于0.1 mg·L-1,达到国家《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ 343-2010)中对Cd2+的排放要求.生物滤池对Cd2+、COD和SO2-4的去除效果主要集中在60 cm以上的空间.当V<0.6 m·h-1时,滤池对Cd2+有高效稳定的去除效果.     

半固态培养条件下烟曲霉去除土壤中镉

选用了1株高耐镉(Cd)的烟曲霉,提出了利用烟曲霉在半固态培养体系表面生长并去除Cd的方法,研究了菌体对不同模拟Cd污染水平土壤中Cd的去除效果,测定了菌体吸附和富集Cd的变化.结果表明,烟曲霉在半固态培养体系中能够实现一定的Cd去除效果,Cd含量为10 mg·kg~(-1)时,对土壤Cd的综合去除率可达31%.同时通过研究不同Cd含量下烟曲霉干重和体系pH随时间变化情况,发现随着培养时间和Cd含量的增加,烟曲霉干重逐渐下降,最大下降幅度可达64%,pH为5.6~6.0时去除效果较好.培养过程中土壤Cd形态变化表明,烟曲霉在该体系下主要去除土壤中弱酸溶态和可还原态的Cd,可氧化态Cd含量在培养前后基本保持不变.这种方法的提出为微生物去除土壤重金属污染提供了新的思路.     

改性钢渣对镉离子吸附特征的研究

对比不同的改性方法,研究改性钢渣对镉离子去除的效果,并对改性前后钢渣吸附性能进行比较。通过考察粒径、投加量、处理时间、镉溶液初始浓度等因素对吸附效果的影响,拟合吸附等温曲线。实验结果表明,高温活化改性钢渣效果最佳,当改性1.5 h,温度为800℃时镉离子去除率达到最高为94%。在室温条件下,在100 m L含镉溶液(镉离子初始浓度10 mg/L)中,投加1 g粒径为0.15~0.9mm的钢渣,振荡30 min后吸附达到最佳。高温改性钢渣对镉离子的吸附过程符合Freundlich方程,相关系数为0.998 4。     

乙酸-铁氧体共沉法处理城市污泥中的重金属

以天津东郊污水处理厂污泥为例,实验研究了乙酸-铁氧体共沉法去除城市污泥中重金属的技术条件和可行性。利用易获得、易降解的乙酸溶液,分析了乙酸浓度(H2O2含量2%)、pH值等与城市污泥中铜和锌去除效果之间的关系,表明当乙酸的浓度为2mol/L、反应时间4h、反应温度为室温、pH为4时,可以将95%以上的铜和锌淋滤去除,达到淋滤去除污泥中铜和锌的目的。采用改进铁氧体共沉淀法,用石灰乳溶液做中和剂,从污泥的乙酸-H2O2浸出液中去除含量超标的铜、锌、铬、镍、镉、铅。表明在pH为9、反应温度为室温、反应时间为1h、FeCl3和FeSO4初始浓度分别为0.1mol/L和0.05mol/L;Fe3+/Mn(+Cu、Zn、Ni、Cr、Cd、Pd离子总和)=10的最佳工艺条件下,铜、锌、铬、镍、镉、铅去除率为94%、98%、86%、92%、89%、99%;处理后的液体中铜、锌、铬、镍、镉、铅含量达到安全排放标准。     

不同作物种苗对水中重金属镉去除的比较研究

以玉米、向日葵和蓖麻为实验材料,研究了3种作物种苗对镉的去除效果以及种苗生理生化指标的变化情况.结果表明,①随着处理时间的延长,溶液中镉含量逐渐降低,去除过程主要集中在前48 h.在1 mg·L^-1和2 mg·L^-1 Cd溶液中,向日葵和蓖麻种苗的去除效果要好于玉米种苗的;而在5 mg·L^-1和10 mg·L^-1 Cd溶液中,去除效果顺序为：蓖麻>玉米>向日葵.②种苗从溶液中吸收的镉绝大部分集中在根部.3种作物种苗对镉的富集能力大小顺序为：向日葵>蓖麻>玉米.③在不同镉处理浓度下,3种作物种苗的叶片质膜透性、根系活力、叶绿素含量和游离脯氨酸含量等生理生化指标均有不同程度的变化.向日葵的根系活力和脯氨酸含量均与镉积累量呈现显著相关性;蓖麻叶片的质膜透性和脯氨酸含量均与镉含量呈现显著正相关.3种作物种苗对镉都有一定的耐受性,而向日葵和蓖麻种苗的耐受性比玉米种苗的强.     

壳聚糖-丙烯酰胺-丙烯酸三元接枝共聚物去除废水中铜离子研究

研究pH值、温度、反应物比率对生成三元接枝共聚物的影响,三元接枝共聚物接枝率与接枝效率的计算,以及三元接枝共聚物对铜离子的吸附效果。实验与计算结果表明:生成三元接枝共聚物的最佳反应条件为引发剂(NH4)2S2O8用量6 mmol/L,反应温度50℃,壳聚糖(CTS)∶丙烯酰胺(AM)∶丙烯酸(AA)=1∶2.7∶0.3,pH值=7,反应时间5 h;在相同条件下,三元接枝共聚物对铜离子去除效果比壳聚糖有了明显的改善,对铜离子去除率最高达到90.06%,比壳聚糖对铜离子的去除率高49.72%。     

柠檬酸对污染棕壤中镉的去除优化及结合形态影响

针对农田土壤重金属污染,研究了有机酸对土壤中镉的去除条件优化及结合形态的影响,旨在发展一种环境友好、可原位且永久去除土壤中镉（Cd）的淋溶暗排联合净化方法.采用环境友好型淋溶剂柠檬酸,通过批试验确定淋溶最佳参数（柠檬酸浓度、固液比、淋溶次数、淋溶时间和淋溶方式）.同时,将自行设计的淋溶瓶和淋溶暗排箱用于批试验最优化参数验证和原位土壤中Cd清除模拟,用CaO絮凝法除去收集暗排废液中的Cd,并通过BCR连续提取法评估土壤中Cd的迁移性和有效性.结果表明,通过柠檬酸的连续分批浸提,使用0.30 mol·L^-1柠檬酸以1 g∶1.5 mL的固液比连续3次、6 h振荡浸提对土壤中总Cd的淋溶去除率可达81.3%.通过淋溶暗排箱试验,经柠檬酸-水梯度淋溶可有效去除78.0%的Cd,暗排液经CaO絮凝可去除95.6%的Cd;柠檬酸对弱酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态Cd的淋溶去除率分别为83.0%、70.3%、43.9%和25.0%.研究表明,采用淋溶暗排和CaO絮凝的联合方法可快速去除污染农田土壤中的Cd并避免暗排液二次污染.后续研究需进一步扩大试验规模并开展野外验证试验.     

无定形Fe (OH)3 和Fe3 O4 共沉淀态As的化学提取

无定形铁氧化物结合态砷的迁移性和生物可利用性易受环境变化影响.分别以1 mol·L-1盐酸和0.2 mol·L-1草酸铵缓冲溶液为提取剂,以新制备和室温老化(3个月、6个月)的共沉淀态Fe(OH)3-As和Fe3O4-As为提取对象,研究提取时间、液固比、Fe/As摩尔比和室温老化对As提取效率的影响.结果表明,1 mol·L-1盐酸提取Fe(OH)3-As、Fe3O4-As共沉淀时液固比应分别为50、200左右,0.2 mol·L-1草酸铵缓冲溶液提取Fe(OH)3-As、Fe3O4-As共沉淀时需保证加入的草酸根与固相中Fe的摩尔比分别为4、2.5;盐酸和草酸铵缓冲溶液提取时间2 h即可.样品Fe/As摩尔比和室温老化对Fe(OH)3-As共沉淀的溶解提取影响不大,但对Fe3O4-As共沉淀的提取影响比较大,Fe/As摩尔比越大,Fe3O4-As共沉淀越不易被提取;老化时间越长,其中共沉淀的As越不易被溶解提取.值得注意的是:盐酸和草酸铵缓冲溶液提取过程中如果有不溶固相存在,会发生As的再吸附,使无定形铁氧化物共沉淀态砷的测定不准确.     

羧基稻草阳离子吸附剂的制备及其去除水溶液中亚甲蓝的研究

为促进工业废水处理并降低废水处理费用,研究了柠檬酸热化学酯化法改性稻草制备可生物降解阳离子吸附剂的方法.实验比较了天然和改性稻草去除溶液中阳离子染料(亚甲蓝)的能力,研究了不同实验参数(pH值、吸附剂量、染料浓度、离子强度、吸附时间)对亚甲蓝吸附效果的影响在pH为2～10范围内,天然稻草去除亚甲蓝的能力随pH值的增加而增加,而改性稻草在pH≥3时对染料的去除率达到最大.改性稻草用量大于1.5g·L-1时几乎能完全去除浓度为250mg·L-1亚甲蓝溶液中的染料.改性稻草用量为2.0g·L-1对浓度为50～450mg·L-1的亚甲蓝溶液去除率保持在98%以上.增加溶液的离子强度会导致亚甲蓝去除率降低.染料吸附等温线符合Langmuir模式.吸附过程符合准一级反应动力学方程.酯化改性使染料的吸附剂粒子内扩散速率常数(kid)大大增加.研究结果表明,改性稻草是良好的亚甲蓝吸附剂.     

[Bmim]PF_6溶剂浮选UV-Vis检测水中四环素类抗生素

建立了一种分离/富集的新体系——离子液体气浮溶剂浮选,该体系集离子液体萃取和气浮溶剂浮选优势于一体,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF)6和乙酸乙酯(EA)混合溶剂为浮选溶剂,以稀土金属离子La(Ⅲ)或Ce(Ⅲ)为捕集剂,分离/富集了水中的四环素类抗生素,并用紫外-可见分光光度法测定其总含量,线性范围分别为0.0～34μg/L、0～23.0μg/L,表观摩尔吸光系数分别为ε390=1.92×105L/(mol·cm),ε380=1.15×105L/(mol·cm)。实测了鱼塘水样,加标回收率为84.06%～106.15%,RSD3.31%。研究结果表明:该方法灵敏度高、选择性好、富集倍数大、污染小,适用于环境水样中痕量四环素类抗生素的分离分析。     

酸性铬深蓝-示波吸附计时电位法快速测定土壤溶液中不同形态铝

报道了酸性铬深蓝-示波吸附计时电位法分别在酸性和碱性条件下直接检测土壤溶液中的无机单核铝[AIi]和总单核铝[AIa]浓度，并用该法测定了酸消化水样中的总铝[AIT]．由[AI8]-[AIi]间接得到有机单核铝[AIo]，[AIT]-[AIa]得到酸溶态铝[AIr]，从而实现了土壤溶液中5种AI形态的电化学测定测定了十多个实际土壤水样，与Driscoll方法所获结果进行了对照，结果基本一致。     

铁改性赤泥吸附剂的制备及其除砷性能研究

以氧化铝生产废渣--赤泥为原料,采用铁盐改性处理制备了新型羟基铁包覆型赤泥除砷吸附剂.研究考察了吸附剂吸附砷效能、投加量、吸附时间和pH值对吸附除砷效果的影响;采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、比表面积(BET)等仪器对吸附剂进行了表征,并探讨了吸附机制.结果表明,铁盐改性赤泥吸附剂对As(V)具有显著吸附效能,在pH为7,初始砷浓度为1 mg·L-1,铁盐改性赤泥吸附剂饱和吸附容量为50.6mg·g-1时,除砷率高达99.9%,吸附后出水砷含量可达到0.01 mg·L-1以下,吸附规律符合Langmuir等温方程式;溶液pH值显著影响砷去除效果,吸附机制主要为羟基铁的表面吸附机制;吸附后的吸附剂可通过NaOH溶液再生,脱附率达到92.1%.     

PAAm/HACC半互穿网络水凝胶的制备及其对水中腐殖酸的吸附性能

采用原位聚合热合成法成功制备了聚丙烯酰胺-壳聚糖季铵盐半互穿网络水凝胶(PAAm/HACC semi-IPN)新型吸附剂(s-IPN 1.5)和(s-IPN 3),并用于吸附水体中的腐殖酸.利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)等方法对吸附剂的结构进行表征.考察了溶液pH、离子强度、接触时间、腐殖酸初始浓度及温度等对吸附剂吸附腐殖酸的影响.结果表明s-IPN 3的吸附效果要优于s-IPN 1.5.吸附剂对腐殖酸的吸附量随着pH的增大而减小,随温度的升高而增大,且一定的离子强度有助于吸附剂对腐殖酸的吸附.吸附过程能较好地用准二级动力学模型及Sips等温模型进行拟合.吸附剂在pH 7.0,离子强度0.01 mol·L-1,温度为298 K条件下的最大吸附量可高达238.08 mg·g-1,吸附效果显著,能有效去除水体中的腐殖酸.     

电晕放电等离子体技术处理水中四环素的研究

采用电晕放电等离子体技术降解水中的四环素,研究了在反应体系中,初始浓度、输入功率、电极间距、空气流量及初始pH对四环素去除效率的影响.同时,还对四环素在降解过程中不同时段的COD、TOC和B/C变化进行了研究,并对其降解产物进行了分析和讨论.实验结果表明:电晕放电等离子体对水中四环素具有较好的去除效果,在四环素初始浓度为200 mg·L-1、pH=2.47、初始电导率为1.50 mS·m-1、空气流量为0.06 m3·h-1、电极间距为4 mm、输入功率为45.0 W的条件下,反应20 min后,四环素的去除率可达到99.1%,COD去除率可达31.2%,TOC去除率可达80%左右,其B/C比提高为0.30,有效地改善了废水的可生化性.     

硫化纳米零价铁(S-nZVI)对水体中镉的去除研究

由于矿山开采、工业废水排放及农业施肥等人类活动,使得我国镉污染日益突出.本研究采用液相还原法制备硫化纳米零价铁(S-nZVI),研究其对Cd的去除行为.考察了不同硫化剂、合成方法、S/Fe比(物质的量比)及pH对Cd去除的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、X-射线衍射(XRD)等技术对反应前后的材料进行表征,结合批实验结果探讨Cd的去除机理.结果表明,采用一步法以硫化钠(Na_2S)为硫化剂合成的S-nZVI对Cd的去除效率远高于其它方法,去除容量可达385.6 mg·g~(-1).反应120 min后,S-nZVI对Cd的去除率随S/Fe比的增加而升高,S-nZVI反应体系受pH影响较小.材料表征结果显示,S-nZVI颗粒由Fe~0、Fe_3O_4、FeS组成,其中,FeS的含量随S/Fe比的升高而增加.S-nZVI对Cd的去除机理主要是Cd将FeS中的Fe置换,与S结合形成稳定的CdS.     

赤潮藻电致化学发光分子探针检测系统的构建

为建立一种赤潮藻电致化学发光分子探针检测新技术(electrochemiluminescence-molecular probe,ECL-MP),本课题组根据电致化学发光(electrochemiluminescence,ECL)检测微量物质的原理及相关文献,自行构建了一台ECL检测装置,并对其工作性能及最适工作条件进行反复测试.结果表明,该装置能够正常工作,在电压1.0 V,电流1.0 mA,TPrA浓度1.5 mol.L-1及磷酸盐缓冲液pH 7.4的条件下对Ru(bpy)3Cl2.6H2O达到最优检测,检测限为10-11mol.L-1,线性分析范围10-9～10-5mol.L-1,可检测的物质的量范围0.4 pmol～4 nmol,跨越5个数量级.该装置灵敏度高,工作稳定,为建立赤潮藻ECL-MP技术打下了坚实的基础.     

臭氧氧化饮用水过程中可同化有机碳生成的影响因素

研究臭氧化过程中,臭氧投加量、p H值和离子强度对可同化有机碳(assimilable organic carbon,AOC)生成量的影响.结果表明,臭氧投加量在1~5 mg·L~(-1)范围,AOC的生成量随着投加量的增加而增加,但过高的臭氧投加量(9 mg·L~(-1))反而导致AOC生成量下降.p H越高(6~9),AOC的生成量也越高.AOC的生成量随着离子强度的升高而下降.臭氧氧化强疏组分AOC的生成量最高,其次为弱疏,而极亲和中亲最低.研究发现,AOC的生成量与小分子有机物的SUVA有密切的关系,较低的SUVA产生较多的AOC.